韓國科學技術研究院（KIST）宣布開發出一種製造大面積波浪形納米銀線網絡電極的新技術，該電極不僅具有可拉伸結構，還具有較高的導電性與透明性。
透明電極對基於太陽能電池和觸控螢幕的顯示設備至關重要。當前，基於氧化銦錫（ITO）的透明電極已經得到了商業化應用，但製造過程中用到的金屬氧化物薄層使其可拉伸性變得極差且非常脆弱不適用於柔性和可穿戴設備。因此，開發具有可拉伸性的透明電極對於柔性和可穿戴設備的發展極為重要。通常，銀納米線的直徑只有幾十納米，且體積小、可彎曲、導電性能優異。因此，銀納米線隨機組成的納米線網絡可以用來製造高透明度的柔性電極。然而，儘管銀納米線具有可彎曲性和柔性特徵，但其不能作為可拉伸材料使用。
研究人員探索了製造可拉伸電極的方法，將銀納米線放置在預拉伸的彈性基材上，並鬆弛基材使其恢復到原來的大小，在此過程中產生波浪狀或褶皺狀的銀納米線結構，不過其曲率半徑都很小。此外，該方法有一個主要的問題：納米線很容易因反覆的拉伸-鬆弛循環而遭到破壞。解決這一問題的方法通常是通過增加納米線的數量，從而形成一個高密度的納米線網絡，這樣即使納米線部分斷裂，仍然可以保持足夠的電連接，以實現彈性電極。然而，創建一個高密度的網絡會大大降低透明度，因此，製造一個高度透明的、可以拉伸的、具有良好導電率的電極非常具有挑戰性。
韓國科學技術研究院開發了一種新工藝，通過將納米線網絡與溶劑接觸，形成一個結構上可拉伸的納米線網絡，以克服納米線在鬆弛預拉伸基材時斷裂和損壞的問題。當溶劑被放置在納米線網絡上時，納米線網絡會變得溼潤，單個納米線之間的摩擦阻力變得更小。特別是，每一根銀納米線在溶劑中加工後，可以重新排列成具有大曲率半徑的彎曲納米線結構，從而實現穩定拉伸的結構。由於納米線沒有經歷任何不穩定的條件，因此沒有納米線網絡斷裂或納米線層剝落。
該技術工藝製造出的銀納米線網絡，能夠將基材及其納米線的長度拉伸至少50%以上，在大約5000次拉伸循環中仍能穩定地保持透明度和導電性。研究小組還發現，這種類型的材料可以通過使用乙醇和水作為溶劑的廉價環保工藝來生產。
研究人員利用該工藝技術在A4紙大小的基材上形成了波浪形的銀納米線網絡膜，並成功地創建了可拉伸且透明的顯示器，該顯示器的大小與成年人的手大小相同。儘管施加了各種機械變形，該顯示器仍保持其恆定的發光效率。經測試，可將銀納米線網絡長度拉伸至少50%以上，大約5000次拉伸循環中仍能穩定地保持透明度和導電性。同時，研究小組還發現，這種類型的材料可以通過使用乙醇和水作為溶劑的廉價環保工藝來生產，且對除電致發光層以外的所有透明顯示器都適用。研究人員表示，該技術可用於批量生產，有望對可穿戴電子設備市場產生巨大影響，如高性能智能穿戴和醫療設備等領域。（國家工業信息安全發展研究中心 劉彧寬）